Le microbiome intestinal n'est pas seulement essentiel pour la transformation des aliments, mais un co-déterminant accepté pour diverses maladies. Des chercheurs dirigés par le Centre médical universitaire de l'Université Johannes Gutenberg de Mayence (JGU) ont identifié les effets des nanoparticules sur les micro-organismes intestinaux. Les particules ultra-petites adhèrent aux micro-organismes intestinaux, affectant ainsi leur cycle de vie ainsi que les échanges avec l'hôte. L'une des observations des chercheurs était que la liaison des nanoparticules inhibe l'infection par Helicobacter pylori, un agent pathogène impliqué dans le cancer gastrique. Les résultats stimuleront d'autres études épidémiologiques et ouvriront la voie au développement de nanoparticules probiotiques potentielles pour l'alimentation. Les découvertes ont été publiées dans Science de l'alimentation .

En raison de leur taille minuscule, les nanoparticules ont des caractéristiques et des capacités uniques, comme l'adhérence aux microstructures. La nanotechnologie est un moteur important de l'innovation à la fois pour l'industrie de consommation et la médecine. En médecine, l'accent est mis sur l'amélioration du diagnostic et de la thérapeutique, tandis que l'industrie s'occupe principalement de l'optimisation des produits. D'où, les nanoparticules synthétiques sont déjà utilisées comme additifs pour améliorer les caractéristiques des aliments. Mais comment pouvons-nous utiliser les nanotechnologies de manière plus efficace et plus sûre dans les aliments ? Et y a-t-il des effets inconnus des nanoparticules, lesquels doivent être davantage exploités ?

La nutrition influence fortement la diversité et la composition de notre microbiome. Le « microbiome » décrit tous les micro-organismes colonisateurs présents dans un être humain, en particulier, toutes les bactéries de l'intestin. En d'autres termes, votre microbiome comprend votre flore intestinale ainsi que les micro-organismes qui colonisent votre peau, bouche, et la cavité nasale.

Les scientifiques et les cliniciens s'intéressent aux microbiomes en raison de leurs effets positifs ou négatifs sur l'hôte. Ceux-ci incluent la modulation de notre système immunitaire, métabolisme, vieillissement vasculaire, fonctionnement cérébral, et notre système hormonal. La composition du microbiome semble jouer un rôle important pour le développement de divers troubles, comme les maladies cardiovasculaires, cancer, allergiques, obésité, et même des troubles mentaux. "D'où, la nutrition et ses nanoparticules contenant peuvent affecter l'équilibre microbiome-hôte, enfin influer sur la santé humaine. Afin de réduire les risques potentiels et, idéalement, promouvoir la santé, l'impact des nanoparticules alimentaires doit être compris, " a souligné le professeur David J. McClements du Département des sciences alimentaires de l'Université du Massachusetts à Amherst, ETATS-UNIS.

« Avant nos études, personne n'a vraiment regardé si et comment les nano-additifs influencent directement la flore gastro-intestinale, " a commenté le professeur Roland Stauber du Département d'oto-rhino-laryngologie, Diriger, et chirurgie du cou au centre médical universitaire de Mayence. "D'où, nous avons étudié un large éventail de nanoparticules techniques aux propriétés clairement définies afin d'imiter ce qui arrive aux additifs alimentaires nanométriques actuellement utilisés ou potentiels. En simulant le voyage des particules à travers les différents environnements du tube digestif en laboratoire, nous avons constaté que tous les nanomatériaux testés étaient en effet capables de se lier aux bactéries », a expliqué Stauber.

Les scientifiques ont découvert que ces processus de liaison peuvent avoir des résultats différents. D'un côté, les micro-organismes liés aux nanoparticules étaient moins efficacement reconnus par le système immunitaire, ce qui peut conduire à une augmentation des réponses inflammatoires. D'autre part, « nano-alimentaire » a montré des effets bénéfiques. Dans les modèles de culture cellulaire, des nanoparticules de silice ont inhibé l'infectiosité de Helicobacter pylori, qui est considéré comme l'un des principaux agents impliqués dans le cancer gastrique.

« Il était surprenant que nous ayons également pu isoler des nanoparticules d'origine naturelle des aliments, comme la bière, qui a montré des effets similaires. Les nanoparticules dans notre alimentation quotidienne ne sont pas seulement celles ajoutées délibérément, mais peuvent également être générées naturellement lors de la préparation. Les nanoparticules sont déjà omniprésentes, " conclut Stauber.

Les connaissances de l'étude permettront de dériver des stratégies pour développer et utiliser des nanoparticules synthétiques ou naturelles pour moduler le microbiome en tant qu'ingrédients bénéfiques dans les aliments fonctionnels. « L'enjeu est d'identifier les nanoparticules qui correspondent à la finalité recherchée, peut-être même comme compléments alimentaires probiotiques à l'avenir. Défi accepté, " ont écrit Stauber et son équipe.